CN106881726B - 一种平动式机器人柔性手爪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平动式机器人柔性手爪，属于机器人技术领域。其结构包括手爪部分、外壳部分、驱动部分。所述手爪部分包含两个用于执行夹持动作的手指，为一体化结构。其中关节部位均采用柔性铰链的连接形式，同时每个手指设有平行四边形结构，以实现夹持指节的平动。所述外壳部分为半封闭结构外形，采用不锈钢材料制造，作为手爪的安装部件，同时对手爪部件起到一定的保护作用。所述驱动部分，以气缸为作动器，驱动手爪运动。本发明的有益效果是：以柔性铰链作为运动关节，具有无外摩擦和无运动间隙等优点；设有平行四边形结构，可以实现夹持指节的平动。手爪整体结构紧凑，设计新颖，操作简单，维护方便，同时具有一定的柔性和精度。

Description

一种平动式机器人柔性手爪
技术领域
本发明提供了一种平动式机器人柔性手爪，属于机器人技术领域。
背景技术
机器人手爪是用来夹持工件或物体的部件，是机器人操作的重要执行机构之一。传统的机械手大多由刚性关节连接组成，结构复杂，存在传动误差，并且在夹持物体的过程中不具备一定的柔性。
例如专利CN103624792A中公开了一种手爪平行开闭型机械手，该机械手采用传统的连杆机构，可以实现平行开闭的功能，但是由于采用传统的机械机构，存在传动误差，并且在夹持物体时不具备一定的柔性。而本发明手爪部分包含两个用于执行夹持动作的手指，为一体化结构设计。其中指节之间的关节部位均采用柔性铰链的连接形式，使手爪具有一定的柔性。同时，每个手指采用平行四边形机构，以实现手指的平动。外壳部分为半封闭的结构外形，采用高强度轻金属制造，作为手爪的安装部件，同时对手爪部件起到一定的保护作用。整体结构简单，装配容易，无外摩擦，无运动间隙，精度高，具有一定的柔性。
发明内容
本发明的技术方案：
一种平动式机器人柔性手爪，包括手爪部分、外壳部分和柔性驱动部分；
所述的手爪部分，以柔性铰链为运动关节，设有平行四边形结构，形成两个无外摩擦、无传动间隙和一体化结构的手指，两个手指成对称分布；所述的手指包括固定指节1、第一柔性铰链2、第一传动指节3、第二柔性铰链4、第二传动指节5、第三柔性铰链6、第四柔性铰链7、夹持指节8、第五柔性铰链9、第三传动指节10、第六柔性铰链11、第四传动指节12、第七柔性铰链13、驱动面14；第一传动指节3一端通过第一柔性铰链2与固定指节1相接，另一端通过第三柔性铰链6与夹持指节8相接，且第一柔性铰链2和第三柔性铰链6为单轴对称型；第二传动指节5一端通过第二柔性铰链4与固定指节1相接，另一端通过第四柔性铰链7与夹持指节8相接，第二柔性铰链4和第四柔性铰链7为单轴对称型；固定指节1、第一传动指节3、第二传动指节5、夹取指节8构成平行四边形结构，可以实现夹持指节的平动；第三传动指节10通过第五柔性铰链9与夹持指节8相接，第五柔性铰链9为单轴对称型；第四传动指节12一端通过第六柔性铰链11与第三传动指节10相接，另一端通过第七柔性铰链13与驱动面14相接，第六柔性铰链11和第七柔性铰链13为单轴型；两固定指节1对称安装在外壳18的内壁上。
所述的外壳部分，为半封闭的结构，作为手爪的安装部件，同时对手爪部分起到保护作用。
所述的驱动部分包括橡胶垫圈15、拉杆16、固定螺钉17和气缸19。通过固定螺钉17将驱动面14、橡胶垫圈15和拉杆16三者进行装配，气缸19通过螺钉和螺母固定在外壳18上。
本发明的有益效果：一种平动式机器人柔性手爪以柔性铰链为运动关节，设有平行四边形性结构，可以实行手指夹持指节的平动，无外摩擦和无运动间隙，设计新颖，操作简单，维护方便，同时具有一定的柔性和精度。
附图说明
图1为一种平动式机器人柔性手爪的立体结构图1。
图2为一种平动式机器人柔性手爪的立体结构图2。
图3为一种平动式机器人柔性手爪的立体结构图3。
图中：1固定指节；2第一柔性铰链；3第一传动指节；4第二柔性铰链；5第二传动指节；6第三柔性铰链；7第四柔性铰链；8夹持指节；9第五柔性铰链；10第三传动指节；11第六柔性铰链；12第四传动指节；13第七柔性铰链；14驱动面；15橡胶垫圈；16拉杆；17固定螺钉；18外壳；19气缸。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例
一种平动式机器人柔性手爪，包括手爪部分、外壳部分和柔性驱动部分；
所述的手爪部分，以柔性铰链为运动关节，设有平行四边形结构，形成两个无外摩擦、无传动间隙和一体化结构的手指，两个手指成对称分布；所述的手指包括固定指节1、第一柔性铰链2、第一传动指节3、第二柔性铰链4、第二传动指节5、第三柔性铰链6、第四柔性铰链7、夹持指节8、第五柔性铰链9、第三传动指节10、第六柔性铰链11、第四传动指节12、第七柔性铰链13、驱动面14；第一传动指节3一端通过第一柔性铰链2与固定指节1相接，另一端通过第三柔性铰链6与夹持指节8相接，且第一柔性铰链2和第三柔性铰链6为单轴对称型；第二传动指节5一端通过第二柔性铰链4与固定指节1相接，另一端通过第四柔性铰链7与夹持指节8相接，第二柔性铰链4和第四柔性铰链7为单轴对称型；固定指节1、第一传动指节3、第二传动指节5、夹取指节8构成平行四边形结构，可以实现夹持指节的平动；第三传动指节10通过第五柔性铰链9与夹持指节8相接，第五柔性铰链9为单轴对称型；第四传动指节12一端通过第六柔性铰链11与第三传动指节10相接，另一端通过第七柔性铰链13与驱动面14相接，第六柔性铰链11和第七柔性铰链13为单轴型；两固定指节1对称安装在外壳18的内壁上。由于柔性手爪具有复杂结构，传统加工方法难以制造，而3D打印技术对于快速成型复杂形状的零件具有加工优势，因此整个手爪可以采用3D打印技术进行加工。
所述外壳部分，为半封闭的结构外形，采用不锈钢材料制造，作为手爪的安装部件，同时对手爪部件起到一定的保护作用。
所述驱动部分包括橡胶垫圈15、拉杆16、固定螺钉17、气缸19。通过固定螺钉17将驱动面14、橡胶垫圈15和拉杆16三者进行装配，气缸19通过螺钉和螺母固定在外壳18上。其中橡胶垫圈15起到缓冲的作用。

Claims (1)

1.一种平动式机器人柔性手爪，其特征在于，所述的平动式机器人柔性手爪包括手爪、外壳和柔性驱动部分；
所述的手爪，以柔性铰链为运动关节，设有平行四边形结构，形成两个无外摩擦、无传动间隙和一体化结构的手指，两个手指成对称分布；所述的手指包括固定指节(1)、第一柔性铰链(2)、第一传动指节(3)、第二柔性铰链(4)、第二传动指节(5)、第三柔性铰链(6)、第四柔性铰链(7)、夹持指节(8)、第五柔性铰链(9)、第三传动指节(10)、第六柔性铰链(11)、第四传动指节(12)、第七柔性铰链(13)和驱动面(14)；第一传动指节(3)一端通过第一柔性铰链(2)与固定指节(1)相接，另一端通过第三柔性铰链(6)与夹持指节(8)相接，且第一柔性铰链(2)和第三柔性铰链(6)为单轴对称型；第二传动指节(5)一端通过第二柔性铰链(4)与固定指节(1)相接，另一端通过第四柔性铰链(7)与夹持指节(8)相接，第二柔性铰链(4)和第四柔性铰链(7)为单轴对称型；固定指节(1)、第一传动指节(3)、第二传动指节(5)和夹取指节(8)构成平行四边形结构，实现夹持指节的平动；第三传动指节(10)通过第五柔性铰链(9)与夹持指节(8)相接，第五柔性铰链(9)为单轴对称型；第四传动指节(12)一端通过第六柔性铰链(11)与第三传动指节(10)相接，另一端通过第七柔性铰链(13)与驱动面(14)相接，第六柔性铰链(11)和第七柔性铰链(13)为单轴型；两固定指节(1)对称安装在外壳(18)的内壁上；
所述的外壳，为半封闭的结构，作为手爪的安装部件，同时对手爪起到保护作用；
所述的柔性驱动部分包括橡胶垫圈(15)、拉杆(16)、固定螺钉(17)和气缸(19)，通过固定螺钉(17)将驱动面(14)、橡胶垫圈(15)和拉杆(16)三者进行装配，气缸(19)通过螺钉和螺母固定在外壳(18)上。
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